空间近距离交错巷道围岩应力分布及控制技术研究

为解决近距离空间交错巷道围岩控制及支护难题,结合交错巷道围岩物理力学性质,通过理论和数值模拟分析了空间交错巷道围岩应力分布特点,提出了“锚网索+U型棚+喷浆支护+注浆加固”的过上伏巷道联合支护方式。通过现场观测结果,该支护方式能有效控制交错巷道围岩变形,保证上下位巷道稳定性,为类似工程提供了借鉴意义。     

破碎围岩巷道交互承载支护技术

为了解决新桥煤矿巷道围岩松散破碎难以进行有效支护的难题,基于该矿南一采区运输上山巷道及其围岩的岩性和地质条件,通过采用巷道围岩泥化理论、巷道围岩裂隙发育特性和规律、巷道围岩松动圈理论进行分析,提出了"注+架+锚"交互承载支护技术并进行了工业性试验。结果表明采用"注+架+锚"交互承载支护技术可有效维护破碎围岩巷道的长期稳定性。     

围岩破碎巷道支护技术研究

为了研究某矿采区破碎围岩巷道的支护技术,采用钻孔窥视仪分析了巷道顶板和两帮的围岩破碎情况;在钻孔窥视观测的基础上,结合实践经验,提出了采用高预应力锚杆锚索+金属网+W钢带+巷道表面喷射混凝土的方法,巷道矿压观测表明,试验巷道采用研究确定的支护参数和支护手段,能够有效的控制破碎围岩巷道的围岩变形。     

深部大变形巷道围岩稳定性控制方法研究

针对深部高应力巷道围岩大变形难以控制的问题,采用Kastner等相关理论,研究了支护阻力对深部高应力巷道围岩变形的影响,揭示了其变形难以控制的力学本质,提出了巷道围岩稳定性控制新的支护理念。深部高应力巷道围岩大变形主要来自于两部分:1巷道周边浅部破碎围岩的扩容与剪胀等非连续性变形;2高应力致使巷道围岩产生的以塑性变形为主的连续性变形。研究表明:目前的支护水平对巷道围岩的连续性变形影响十分有限,总是存在一部分变形量无法控制,即深部巷道围岩存在"给定变形"。为实现巷道围岩稳定控制,降低支护成本,巷道围岩支护理念应由变形控制向稳定控制转变,确保巷道围岩均匀、协调变形,消除冒顶与片帮等不安全隐患,增强巷道围岩整体性与稳定性。因此,对于深部高应力巷道围岩稳定性控制,可在巷道掘进时预留一定的变形空间以容纳围岩部分"给定变形",支护结构应具有一定的连续性变形能力,又能持续提供较高的支护阻力,以维持巷道围岩的完整性与稳定性,保障巷道围岩的均匀、协调变形。工程实践结果表明:考虑预留变形并采用"可接长锚杆+刚性长螺纹钢锚杆+锚网+W钢带+喷射混凝土"综合控制技术为主,并辅以可接长锚杆强化顶板支护方案可较好控制巷道围岩的稳定性,保障了巷道服务期间的安全使用。     

泥质顶板巷道围岩支护技术研究

针对山西古县西山登福康煤业有限公司矿井围岩具体的地质情况进行分析,详述了泥质顶板巷道锚杆支护设计原则。确定了在不同情况下的巷道支护形式和参数。根据现场围岩变形情况采用"十"字布点法在巷道开口处设置两处测站,测站间距50 m。采用锚杆+金属网+钢筋托梁+喷浆+锚索联合支护后,泥质顶板巷道变形约30 d趋于稳定。支护优化方案有效控制了巷道围岩变形,支护效果较好。     

受采动影响大断面巷道支护技术

利用顶板窥视仪、X射线衍射仪对-200 m井底车场巷道围岩状况进行了观测分析,针对受采动影响巷道特性,采用了"注浆+锚杆+锚索+喷浆"联合支护修复巷道,再通过数值模拟和现场观测对支护效果进行了分析和检验,结果表明新支护方案较修复前相比围岩表面收敛位移量下降了80%以上,巷道围岩变形得到较好控制,表明新支护方案能保证该巷道围岩的长期稳定.     

扰动影响下松软岩层巷道围岩控制研究

针对郑煤集团某矿28采区变电所巷道围岩失稳现状,采用数值模拟及松动圈测试方法对其失稳特征进行了深入分析,并提出具体有效支护方案。分析表明:巷道围岩松软破碎,受采动及上方永久煤柱支撑压力的影响后围岩松动圈范围较大,巷道围岩严重失稳,采用U型钢封闭支架+注浆+锚索+钢丝网联合支护方式,提高巷道围岩支护强度,解决此类支护难题,具有较高的理论意义和实用价值。     

冲击载荷作用下巷道支护方案优化研究

针对老虎台矿深部开采矿震频繁的问题,对动静载耦合作用下的巷道支护方案进行优化。建立了动静载耦合作用下的数值模拟,分别对巷道在"无支护"、"锚杆+锚网支护"、"锚杆+锚网+U型棚复合支护"和"锚杆+锚网+O型棚复合支护"4种支护方案进行冲击载荷模拟,"锚杆+锚网+U型棚复合支护"方案巷道围岩的破坏深度为1~1.7 m,围岩受力均匀、破坏范围较小,对围岩控制的整体效果较好。对不同动载荷大小条件下的支护效果进行模拟,当动载荷大于70MPa时,巷道的围岩破坏范围超过了锚固区域,围岩的应力条件变差,巷道易发生失稳。该支护条件下动载的极限承载能力为70 MPa。     

深埋藏复杂应力下相交巷道围岩控制技术

以四通煤业公司五采区变电所为工程背景,确定了较大的原岩应力、多次动压影响及不合理的巷道支护方式是导致巷道维护困难的原因。借助数值模拟软件,分析了巷道变形机理及变形特征,确定了提高巷道围岩稳定性和加强支护是解决基本顶离层和围岩破碎问题的关键。通过注浆,提高巷道围岩的自承载能力,使用强力锚杆、锚索变被动支护为主动支护,对设计的"注浆+高强度锚网索+工字钢支架+单体液压支柱联合支护"方案进行了工业性试验,试验结果表明,巷道围岩控制效果明显。     

主被动联合支护在软岩巷道中的应用

针对山脚树煤矿216车场联巷帮顶松软、巷道帮顶压力大，造成巷道使用周期短、维护频繁现象等问题，通过理论分析、现场监测的方法，分析了原支护方案下巷道围岩变形机理，结合山脚树煤矿216车场联巷的围岩特征，提出了锚网索支护+混凝土浇灌+金U棚+注浆联合支护方案。结果表明：与原方案相比，巷道围岩顶底板、两帮移近量未发生明显变化，有效控制了该条件下的巷道围岩变形，锚网索支护+混凝土浇灌+金U棚+注浆联合支护满足支护要求，保证了生产安全。通过现场实践检验，支护效果较好，研究可为煤系底层三软巷道支护提供参考。     

深部软岩巷道围岩支护技术研究

为有效解决深部软岩巷道围岩控制问题,针对信湖煤矿回风石门埋深大、应力高、围岩强度低的特点,在分析了信湖煤矿回风石门的围岩赋存条件、变形破坏特征以及原有支护方案已难以维持现掘巷道稳定的条件下,通过理论计算得到信湖煤矿回风石门围岩塑性区范围,从而提出了控制巷道围岩的基本理念：采用小承载体控制围岩破碎区的扩大,采用大承载体限制围岩塑性区的发展,2个承载结构共同维持巷道稳定,进而提出采用“混凝土喷射+注浆锚杆/锚索+普通锚杆/锚索”联合支护方案对新掘巷道进行支护,并结合FLAC^3D数值模拟及现场工业性试验对“混凝土喷射+注浆锚杆/锚索+普通锚杆/锚索”联合支护方案的合理性及可靠性进行验证。结果表明：信湖煤矿回风石门新掘巷道经“混凝土喷射+注浆锚杆/锚索+普通锚杆/锚索”联合支护方案支护后围岩表面变形趋于平稳,巷道顶板最大下沉量仅为36 mm,两帮移近量为67 mm,支护体与巷道围岩形成了稳定的复合承载结构,联合支护方案能够保持巷道的长期稳定,该联合支护方案可为其他类似深部软岩巷道支护提供一定参考。     

全煤大断面巷道支护分析

为了制定准格尔煤田4101首采工作面胶带巷支护方案,在分析研究该巷道围岩失稳主要影响因素的基础上,基于全煤巷道围岩稳定控制理论,提出了"锚杆+锚索+金属网+钢筋梯梁"的联合支护方式。通过ANSYS有限元数值计算软件验证了该支护方案能够对围岩进行有效支护,同时证实了在条件允许的情况下,留一定厚度的护顶煤对巷道支护具有重要作用。生产实践亦表明,该支护方案能够有效控制巷道围岩失稳,支护效果理想,对类似巷道支护具有重要的借鉴意义。     

动压软岩巷道围岩变形特征及综合治理实践

随着煤炭资源的不断开发,软岩巷道的支护问题也严重影响了煤矿企业的安全生产。针对某矿一采区轨道上山软岩、动压的复合型工程特点,从测试段巷道围岩岩性及物理力学性能、巷道围岩位移发展的时间效应特征、采动影响后巷道围岩松动圈特征入手,分析了测试段巷道围岩失稳破坏的原因。研究认为:改善巷道围岩的力学性能,提高围岩的自承载能力,同时提高支护体系强度,使得围岩和支护相互协调,起到共同承载的效果,是治理动压软岩巷道围岩稳定的有效途径之一。提出了锚网喷+锚索+底板锚杆+全断面注浆联合支护技术,通过对支护参数的优化,进行了现场的工业性试验,试验结果表明,测试段巷道受采动影响后,巷道围岩变形较小且趋于稳定的时间短,围岩破碎范围较小,巷道返修率低。     

赵楼矿深部软岩巷道变形破坏机理及控制技术

基于赵楼煤矿井底车场巷道围岩矿物成分分析、室内岩石力学试验、巷道地应力测试、围岩松动圈测试等巷道地质力学测试技术手段,深入揭示了深部巷道围岩变形破坏机理;针对赵楼煤矿深部巷道低围岩强度与高应力的支护难题,提出了以内注浆锚杆为核心的锚杆+锚索+锚注“三锚”联合支护体系;为反映深部巷道、硐室开挖后围岩的变形特征与支护结构受力情况,对巷道围岩收敛变形与锚杆受力情况进行了实时监测.监测结果表明,采用“三锚”联合支护体系能够有效地控制深部巷道围岩的大变形及底鼓,保持了巷道的长期稳定与安全.     

大埋深高应力巷道让压支护技术研究

针对四矿矿井大埋深高地应力巷道支护现状及围岩特点,总结深井高地应力巷道支护原则,提出采用高强可变形让压锚杆+鸟巢锚索+W钢带支护技术控制深井巷道围岩持续变形的方法,并在工程实际中进行了支护实践.     

正利煤业14~(-1)1105孤岛工作面围岩控制技术研究与应用

为保障14~(-1)1105孤岛工作面回采巷道围岩的稳定,结合孤岛工作面的地质条件,确定巷道采用多圈层支护技术,设计巷道顶板采用螺纹钢锚杆+柔性锚杆+锚索进行不同深度岩层的支护,设计巷帮采用螺纹钢锚杆支护,并对各项支护参数进行设计。巷道掘进期间的围岩变形量监测结果表明:支护方案实施后,掘进期间围岩变形量小,有效保障了巷道围岩的稳定。     

基于FLAC~(3D)的煤巷支护技术研究

针对大断面特厚煤层煤巷支护难题,对巷道围岩变形破坏特征进行了研究。采用有限差分软件FLAC~(3D)对巷道围岩垂直应力、巷道围岩塑性变形破坏及巷道围岩垂直方向上的位移变化进行数值模拟,并进行了现场工程验证。提出了"普通锚杆+锚索+钢筋锚网+W钢带"耦合支护方案。     

沿空巷道围岩支护设计研究及应用

针对南阳坡煤矿沿空掘巷围岩稳定性较差的问题,分析了其工程地质条件,在研究沿空巷道围岩应力的分布规律及锚杆支护原理的同时,采用数值模拟的方法,对比分析了无支护和有支护条件下巷道围岩的应力分布、塑性区分布和围岩位移量,验证了以锚杆为主体的沿空巷道支护方法的有效性。以南阳坡煤矿5800沿空巷道为工程背景,设计出该沿空巷道的支护方式为:锚杆+锚索+钢筋网+钢筋梁(W型钢带)+木托盘+煤柱注浆加固,并通过现场监测,进一步验证了该支护方案的现场实际应用效果。应用结果表明,该支护方案的围岩控制效果较好,能够满足安全生产的需要。     

深井强动压作用巷道强化控制技术研究及应用

煤系地层围岩软弱,在高地压作用下开采深部煤层时,由于埋深大使得巷道的围岩变形严重,巷道的顶板及底鼓量均大于浅埋深巷道,导致深部巷道围岩稳定性控制与支护的难度加大,影响顶帮的稳定从而使得整个巷道失去稳定。通过分析巷道变形破坏机理,根据锚杆索支护理论与注浆加固理论制定了“巷道扩刷+顶帮分区耦合强力支护+底角卸压与加固+底板注浆加固、底板锚索束+喷射钢纤维混凝土+顶板与两帮高压注浆加固”的高强度联合支护方案,确定了支护参数,有效解决了深井强动压大变形巷道的支护问题。通过对现场进行监测,巷道变形量明显减小,巷道变形得到了有效控制。为同类条件下的深井强动压巷道的全断面支护问题提供了新的思路和方法。     

深井软岩巷道U型钢+锚网索+喷浆联合支护技术研究

针对某矿23采区皮带下山围岩软弱破碎、支护困难的问题,分析表明:围岩性质差、埋深大及支护体与围岩不耦合是巷道破坏的主要因素;U型钢+锚网索喷联合支护能够实现不同支护方式优势互补,使支护体与围岩构成统一的承载体,确保巷道的稳定;巷道采用"36U型钢支架+锚网索+喷浆"联合支护技术,现场效果良好。研究成果为类似条件下的巷道支护提供借鉴和指导。